Il trasferimento di carica nelle celle solari: unire i fili
Le celle solari basate sui punti quantici offrono un’opzione allettante per il fotovoltaico, poiché si può facilmente fare in modo che esse assorbano differenti parti dello spettro solare e sono economiche da fabbricare. L’efficienza di queste celle solari può essere limitata dal trasferimento di carica che è sensibile alle perdite che avvengono alle interfacce tra differenti materiali. Nell’ambito del progetto POLYDOT (Control of the electronic properties in hybrid- quantum dot/polymer-materials for energy production), gli scienziati hanno superato le difficoltà incontrate nei metodi attuali usati per ottenere dettagliate informazioni sperimentali riguardanti il trasferimento di carica. I nuovi metodi avanzati per studiare i processi di ricombinazione del trasferimento di carica all’interfaccia includevano l’estrazione di carica fotoindotta e la fototensione transiente fotoindotta. Questi hanno consentito al team di POLYDOT di misurare la ricombinazione di carica nelle celle solari a punti quantici a 1 unità di soli o 100 mW/cm2 di irradianza e di misurare la carica accumulata in differenti condizioni di illuminazione. POLYDOT ha fatto ulteriore luce sulle reazioni del trasferimento di carica e sulla loro influenza su alcuni parametri della cella solare che erano stati ampiamente trascurati. Ad esempio, esso ha esaminato l’impatto delle reazioni di ricombinazione non sdoppiate sulla tensione finale del circuito aperto e l’impatto dei campi elettrici nelle celle a doppio strato con punti quantici e materiali semiconduttori organici come ad esempio il fullerene. Il lavoro del progetto contribuisce a una migliore comprensione delle reazioni del trasferimento di carica che controllano fotocorrente, fototensione e fattori di riempimento del dispositivo. Questi consentono di identificare la relazione tra efficienza del dispositivo e meccanismi del trasferimento di carica, e in sostanza di ottenere celle solari ottimizzate con efficienze di conversione vicine al valore massimo.
Parole chiave
Trasferimento carica, celle solari, assorbimento luce, punto quantico, POLYDOT
